分形视野下的岭南建筑学派与创作

应用分形思想研究岭南建筑学派与其创作,旨在探求一种具时效性、操作性的创作思路。从分形视角对岭南建筑学派及其建筑特点进行分析,探究其实质与设计策略。岭南建筑整体表现出对地域环境的维度一致性,呈现对气候、自然地理的分形同构。岭南建筑根植于地域,成为一种经过逻辑推导而形成的有理建筑,属于建筑与地域分形相似对称的建构手法;从地域文化入手,通过诠释事件意义,以空间作为语言表达事件,这是文化相似性迭代;各种建筑文化信息通过不同的尺度层级展现于建筑空间之中,衍生出尺度层级的设计手法;岭南建筑与园林空间相互嵌套,由于尺度不同而构成多重镶嵌互含关系,属于是分形镶嵌韵律的设计方法。     

自相似和谐——分形视野下的“两观三性”建筑理论解析

应用分形自相似和迭代理论及其方法,描述建筑空间生成机制,解析“两观三性”建筑理论,以及岭南建筑学派作品,具有量化的科学意义与实用价值。建筑分形体现在整体与局部的自相似性,以及建筑空间和图形的重复、嵌套和相似关系。复杂性的建筑空间可以经过基本的空间单元有限地反复迭代,再根据功能要求进行并置或嵌套组合,就可以构成复杂的建筑形态,其分形成长规则非常简单。从分形思维审视,“两观三性”理论强调建筑设计与地域气候、环境和文化相结合,与时代精神一致,本质属于自相似和谐的分形迭代思想。     

分形理论视角下的克拉科夫历史空间解析和修补研究

研究表明,城市的形态和结构具有分形性质,复杂的分形结构提高了历史空间的稳定性,有利于激发历史空间的活力。本文以波兰历史城市克拉科夫为研究对象,对古城历史空间的分形结构与分形特征进行解析。其中包括了两个研究层次:其一,以克拉科夫古城为样本进行历史原型分析,通过分形元与分形秩序,解析古城的分形特征,提取分形结构中具有优越性的分形元素与设计方法;其二,以克拉科夫卡齐米日旧城区复兴为例,从多层级叠合、小尺度连接、多功能混合、各时段叠加四个方面,通过层次化增加不同尺度上的结构,形成在所有尺度上均丰富而复杂的城市肌理,从而激发旧城区的活力。基于分形理论的城市历史空间修补可为其他历史城市所借鉴,尤其对我国的"城市双修"有重要的启示作用。     

国外分形建筑设计

分形建筑设计从建筑空间局部衍生整体,完善了建筑设计理论与方法体系,并为建筑设计提供了一种新途径。运用分形自相似与迭代方法,对国外基于分形理念的建筑创作进行了探讨。分形迭代、缩放并置、重复排列、镶嵌对称和拟态的分形设计可以生成层次丰富的建筑形态,且手法简单、空间新颖。然而,分形理论运用于建筑设计具有一定局限性,因此应结合建筑功能、技术和经济等要素综合权衡设计。建筑师可以不受分形迭代或程序的束缚,使用直接明确的分形自相似和镶嵌方法进行建筑创作。     

结构形态主导下的地景建筑——以南京水利科学研究院河湖治理研究基地规划设计为例

本案从城市设计的角度出发,整合城市环境要素,营造积极的空间形态。结构形态主导下的个性化建筑以地形拟态的设计策略构筑出与环境融合的地景建筑,最终强化了更深层面的生态博览园概念。     

“全尺度-跨层级”视角下的乡村人居环境形态研究的层级体系建构

乡村作为与城市并置的主要人居环境,其空间形态的层级研究范式需更新,以深入挖掘乡村空间形态演变机制。首先,通过整理开放建筑的外部环境与建筑内部空间一体化的全尺度层级方法,提炼层级间的“支撑-填充”关系与形态控制层级的跨层级逻辑内核。其次,在乡村人居环境的语境中进行层级扩充与调整,确定各层级的主要研究内容,建构层级间的逻辑关系框架。最后,以浙江省温州市泰顺县下桥村为例,从外界因素与内在因素2个角度,解读形态在层级间的传递与转化机制,在“全尺度-跨层级”视角下,建构包含区域、聚落、社群、邻里、宅基地、居住单元、房间7个空间层级的乡村人居环境形态研究的层级体系,为深化理解城乡转变中的乡村建成环境提供认知方法上的启示。     

拟态式地景建筑设计策略初探

要随着中国城市化进程加速，城市形态结构呈现出多样化、复杂化的特征，城市人口的激增与生态环境的恶化对城市空间的开放性和生态性带来了考验。地景建筑通过对建筑与地形关系的梳理重组，日益成为协调城市与环境空间关系的重要建筑类型。其中，拟态式地景建筑作为主要类型之一，通过模仿自然界元素形态与大地景观风貌肌理使建筑融入城市与生态空间中，可以活跃城市空间的枯燥氛围，保持建筑与场所生态空间连续性。该文论述了拟态式地景建筑的概念、内涵及拟态方式，并从自然地貌、自然元素、自然景观三方面对拟态式地景建筑设计策略进行解析，以期发挥其在改善城市生态环境，拓展城市开放空间等方面的优势，从而提升城市空间品质。     

统合腔体下的再生形态研究

通过对三则关联性设计作品的类比和分析,文章揭示了统合腔体结构暗含的有机性和多元性,并指出基于拟态概念的统合腔体结构对建筑空间的整合性和再生形态的诱导性,以及由此引发的一系列感官超验的空间特性.同时清晰地界定了统合腔体设计手法的概念和特征,并论述了以统合腔体理念为指导的"花镂桥形"和"异化几何"的设计构想及其实践.最后指出,以统合腔体为代表的结构形态思维和操作是建筑再生形态研究的务实性选择.     

应用分形的高速公路服务区设计

高速公路服务区是高速沿线供驾乘人员休憩、供应与保障的驻留场所,也是重要的道路景观节点,探讨其设计新理念具有重要的学术与实用价值。应用人本主义和分形等建筑设计新思维与方法,探索了宜人温馨的服务区驻留空间设计。高速服务区总体布局应安全便捷,交通组织人车分流、客货分区,驻留环境设计以人为本,并运用分形尺度层级理论设计建筑各部分轮廓,突出建筑形态的人本性、丰裕性和趣味性;建筑文化分形赋予服务区传承地域文化,融入现代科技,推动新地域主义的服务区建筑创作之旅,倡导自然生态的人文景观设计。     

生之有理,成之有道--分形的建筑设计与评价

该文认为分形理论认为自然界存在的一切事物都是不同层次结构的集合，并具有无限的精细结构，虽尺度不同，却有着自相似的特点。借助分形原理，人们一方面可以作为建筑设计的依据和手段，使建筑更加贴近自然和人性。另一方面，通过分析建筑尺度层级的分布找出尺度层级的缺失，以及不同事物的各种尺度之间的对比判断其合理性，对建筑进行量化的评价，这些无疑为建筑评价提供了更科学的标准。     

哈迪德近期作品的空间分形现象

扎哈·哈迪德以其前卫的创作思想和颠覆传统空间形态的创作手法闻名于世。在获得普利兹克建筑奖后其作品愈加呈现出一种空间的复杂与蜕变。分形是从空间局部衍生整体的一种空间生成方式,借助于分形理论的研究方法,着重分析哈迪德近期建筑作品在突破空间形态的创作过程中,对建筑空间创作模式的多重超越,以及所呈现的多维空间、腔体空间、混沌空间形态特征,以期重新解读哈迪德作品复杂多变的空间形态和构成关系。     

由形态分形到秩序分形——以湖南省岳阳市张谷英村为例

研究非洲聚落与分形的数学家Ron Eglash在TED大会上做过关于非洲分形数学的演讲,“……我开始收集北美以及南太平洋的建筑图案,只有来自非洲的是呈现分形的结构。”事实上,分形的聚落在中国也是存在的,更多的情况下它是一种被掩盖的空间秩序,在物质空间形态上的袁现并不十分明显。聚落生长是在一定的规则支配下进行的,“分形聚落”的生长规则中就隐藏了分形的生成机制。该文以张谷英村为例,通过测量、问询和查阅相关历史文献资料,分析其内在空间秩序呈现分形的原因,并说明研究聚落的内在空间秩序才是认识“分形聚落”的关键。     

绿色视角下的高铁站房腔体植入策略与模拟验证研究

由于体量和形式的特殊性,高铁站房的舒适度问题比一般建筑更为突出,以绿色视角审视其设计具有较大的优化潜力。近年来建筑学界对腔体的关注增多,而高铁站房方案设计中针对性地设置腔体、操作方法等方面的研究尚显不足。立足于方案设计阶段,针对空间特征与现存问题,从宏观层面上构建了对候车环境品质多重导控的腔体层级,探讨了“结构腔”、“功能腔”和“绿景腔”三类腔体的植入方式。构建典型模型并生成研究方案用于量化研究。通过性能模拟技术,验证了腔体植入对室内气流、采光质量有显著提升的效果。腔体植入策略打破了当前高铁站房固定的空间模式,为我国高铁站房的绿色创新提供参考,在实践中具有广泛的应用价值。     

历史地段多尺度层级形态中的数字化解析及设计应用

历史地段中建筑单体、建筑群、地块、路网等相互交织的空间形态是其历史文化风貌的重要载体,这种自下而上的形成过程遵循着尺度层级的理念。现有的历史地段空间形态的解析方法和理论研究成果丰硕,但不同层级的空间要素在认知上缺乏连贯性,空间形态解析结果与后续的保护规划设计之间缺乏良性互动,难以科学地指导工作。笔者团队多年来尝试在不同尺度层级上探索数字技术的应用,并以此逐步建构起较完整的多尺度层级结构的数据集,以数据流链接历史地段形态解析与形态设计的两端,建立一体化的工作流程。本文通过三个案例介绍了历史地段各尺度层级形态中的数字化解析及对应的生成设计结果,展示了数字技术在历史地段保护与更新设计中的应用前景。     

本期推介

<正>52吴柳琦张华分形语言在建筑中的运用——于庆成美术馆设计于庆成美术馆的设计充分运用分形理论和计算机编程语言,竣工后的建筑具有龟裂的表皮、渐变的体块、流动的空间,犹如一个大型泥塑艺术品镶嵌于自然环境之中。分形的自相似性和尺度层级在建筑中形成一种新的美学韵律,同时具有拓扑和流形特点,使建筑环境具有丰富的可变性,能调动人们的积极情绪。分形是科学和艺术的融合,与传统的线性设计模式相比,于庆成美术馆具有复杂性科学特点,是一种建筑生成设计。     

基于聚落分形同构研究的村镇人居空间设计 ——以楚雄地区彝族传统聚落为例

传统聚落及民居凝结着在地居民的经验智慧, 是在地文化的主要体现形式。但随着生活方式的改变,彝族民居中的火塘、厦子等典型空间的功能属性逐渐湮灭,其精神属性也无从归属,加剧传统地区建筑特色的日渐消退。将分形同构应用于楚雄彝族聚落空间定性分析,通过探究实例中空间形式在不同尺度和层级上的相似性,以及形式背后的社会文化不同层级间存在的相似特征,进而归纳出空间形式与社会文化、生活方式和宗教习俗的高度一致性,并总结出基于这种分形同构的楚雄地区彝族聚落空间秩序定性分析方法,选取李方村重新构建承载集体记忆的各层级人居空间,探索分形同构视角下营造新型民居及聚落的可能性,为现代地域建筑特色的探索创作提供更多思考方式。     

基于分形理论的龙南地域性建筑创作研究——以赣州南部旅游集散中心为例

应用分形理论进行地城性建筑创作,旨在延续和传承地城文化的分形基因,拓展建筑师的创作思路和认知维度.该文从分形的分维一致性、自相似、尺度层级、时空分形、文化分形五个角度出发,以赣州南部旅游集散中心项目为例,探讨分形地域性建筑创作途径和设计策略,总结分形空间生成规律和设计方法,为今后的地城性建筑创作提供参考.     

岭南城镇的分形迭代规划

分形维度可以科学衡量城镇形态,引导城镇规划新思维。采用分形维度和迭代方法,探讨了基于分形的岭南城镇规划与分形迭代。分形维度能够定性与定量地衡量城镇形态,彰显城镇的地域性。分形规划按照岭南丘陵自然地形地貌的维度进行相似性设计,竖向规划则从垂直等高线的竖向维度与地势相似一致。岭南建筑与山体天际线峰谷适当交替错位,形成对比的节奏韵律。岭南城镇的分形迭代生长与植物的生长规律相似,分支形态迭代、轴线形态迭代、单元体形态迭代和网状形态迭代可以模拟生成各种城镇形态。分形迭代的城镇规划以岭南自然环境为基础,基于自然地理的城镇规划空间迭代到自然环境之中,形成耦合的迭代复合空间。     

考虑细观裂纹分形扩展的损伤多尺度分析

依据焊接区细观裂纹扩展形态的分形特征,建立了分形损伤变量,推导了应变—损伤耦合本构方程,结合多尺度数值分析模型,研究了焊接构件从细观裂纹开始到构件断裂的跨尺度损伤演化过程,结构表明:数值模拟结果与实验观测相一致,分形损伤变量具有正确性和合理性。     

基于分形理论的传统村落空间转型分析

借助分形理论模型分析了城镇边缘区传统村落的空间转型形态数值,通过对比分析转型前后兰州张家寺村村落的分形计盒维数值的变化,理性的解释了村落空间形态转型特征与城镇发展形态的关系。结果表明:张家寺村在转型前空间分形维数值为1.590、1.629、1.744,转型后的分形维数值为1.655、1.684、1.687。村庄在转型后的空间形态更加趋于平稳,村落形态分形层级的复杂程度连续性较好,客观的反映了村落形态规划设计的合理性。